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三碘化氮

Wikipedia · 2025-01-15 维基百科 👁 1 阅读

三碘化氮，或称碘化氮，是化学式为NI3的无机化合物。它是对接触极其敏感的爆炸物，少量即可引发爆炸而发出噼啪声，伴随有紫色碘蒸汽的生成。NI3可与NH3等生成一系列的加合物，结构复杂，但由于稳定性不强，因此研究不多。其中典型的如NI3·NH3，含有-N-I-骨架，是个聚合物。

分解
NI3的分解反应为：
:2NI3(s) → N2(g) + 3I2(g); ΔH = –290 kJ/mol

NI3及衍生物的结构
三碘化氮是深红色固体，1990年首次用X射线晶体学研究了其结构。当时的制备路线不含氨，是以氮化硼和一氟化碘在−30 °C和三氯一氟甲烷溶剂中反应制得的，产物纯但产率不高。 和氨及其他氮的三卤化物一样，NI3为三角锥型结构，分子对称性C3v。

一般以碘和氨反应制备三碘化氮。于低温无水氨中反应时，反应的初始产物是NI3·(NH3)5，温度升高时该物质失去氨生成1:1的加合物NI3·NH3。而以碘和氨水反应时，首先生成的是碘代氨：
:
碘浓度足够大时，可析出黑色NI3·NH3固体：
:NH2I + 2I2 + 3NH3 → 2NH4+ + 2I− + NI3·NH3(s)
这个加合物是法国化学家伯纳德·库图瓦在1812年首先发现的，但化学式却直到1905年才由斯尔波拉德（Silberrad）搞清楚。 它在固态时含有由类似硅氧四面体 的NI4四面体联结而成的 - NI2 - I - NI2 - I - NI2 - I - 长链，氨分子位于链间。此外，在(NI3·NH3)n结构中，N-I'-N'三原子为线形或接近线形，对称性很强，它们之间的作用力可以用分子轨道理论中的三中心四电子键来描述。“引爆剂”则通常是羽毛或空气气流，以突出其之强。此外，三碘化氮还是唯一已知的可被α粒子和核裂变产物引爆的炸药。

  • NI3·NH3爆炸后留下的橙黄-紫色的碘迹可用硫代硫酸钠溶液洗去。
  • 三碘化氮是Brainiac科学系列节目（Brainiac: Science Abuse）"Peter Logan's Exploding Paste"一集中所用的爆炸物。由于安全原因，节目中并未透露制备三碘化氮的细节。
  • 在罗伯特·海因莱因的小说《法汉的赎身契》（Farnham's Freehold）中，同名的休·法汉将三碘化氮（由氨和碘制备）作为爆炸火药使用。

参考资料
外部链接

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